Факты о цирконии (атомный номер 40 или Zr)

Доктор Хельменстин имеет докторскую степень. в области биомедицинских наук и является научным писателем, педагогом и консультантом. Она преподавала научные курсы в средней школе, колледже и аспирантуре.

Цирконий — это серый металл, который отличается тем, что является последним символом элемента в алфавитном порядке периодической таблицы. Этот элемент находит применение в сплавах, особенно для ядерных применений. Вот еще факты об элементе циркония:

Цирконий Основные факты

Атомный номер: 40

Символ: Zr

Открытие: Мартин Клапрот 1789 (Германия); минерал циркон упоминается в библейских текстах.

Электронная конфигурация: [Кр] 4д 2 5с 2

Происхождение слова: Назван в честь минерала циркона. персидский заргун: подобный золоту, который описывает цвет драгоценного камня, известного как циркон, жаргон, гиацинт, гиацинт или лигуре.

Изотопы: Природный цирконий состоит из 5 изотопов; Было охарактеризовано 28 дополнительных изотопов. Наиболее распространенным природным изотопом является 90 Zr, на долю которого приходится 51,45% элемента. Из радиоизотопов наибольший период полураспада имеет 93 Zr, который составляет 1,53×10 6 лет.

Характеристики: Цирконий — блестящий серовато-белый металл. Чистый элемент податлив и пластичен, но металл становится твердым и хрупким, когда он содержит примеси. Цирконий устойчив к коррозии от кислот, щелочей, воды и соли, но растворяется в соляной или серной кислоте. Мелкодисперсный металл может самовозгораться на воздухе, особенно при повышенных температурах, но твердый металл относительно стабилен. Гафний содержится в циркониевых рудах, и его трудно отделить от циркония. Товарный цирконий содержит от 1% до 3% гафния. Цирконий реакторного качества практически не содержит гафния.

Использование: Zircaloy® является важным сплавом для ядерных применений.Цирконий имеет низкое сечение поглощения нейтронов и поэтому используется в ядерной энергетике, например, для покрытия топливных элементов. Цирконий исключительно устойчив к коррозии морской водой и многими обычными кислотами и щелочами, поэтому он широко используется в химической промышленности, где используются коррозионные агенты. Цирконий используется в качестве легирующего агента в стали, газопоглотителя в вакуумных трубках и в качестве компонента в хирургических приборах, фотовспышках, взрывных капсюлях, вискозных фильерах, нитях накала ламп и т. д. Карбонат циркония используется в лосьонах из ядовитого плюща в сочетании с урушиолом. . Цирконий, легированный цинком, становится магнитным при температуре ниже 35°К. Цирконий с ниобием используется для изготовления низкотемпературных сверхпроводящих магнитов. Оксид циркония (циркон) имеет высокий показатель преломления и используется как драгоценный камень. Нечистый оксид циркония используется для лабораторных тиглей, выдерживающих тепловой удар, для футеровки печей, а также в стекольной и керамической промышленности в качестве огнеупорного материала.

Вхождение: Цирконий не существует как свободный элемент, прежде всего из-за его реакционной способности с водой. Металл имеет концентрацию около 130 мг/кг в земной коре и 0,026 мкг/л в морской воде. Цирконий содержится в звездах S-типа, на Солнце и в метеоритах. Лунные породы содержат концентрацию оксида циркония, сравнимую с земными породами. Основным коммерческим источником циркония является силикатный минерал циркон (ZrSiO₄), который встречается в Бразилии, Австралии, России, Южной Африке, Индии, США и в меньших количествах в других странах мира.

Воздействие на здоровье: Среднее человеческое тело содержит около 250 миллиграммов циркония, но этот элемент не выполняет никаких известных биологических функций. Диетические источники циркония включают цельную пшеницу, коричневый рис, шпинат, яйца и говядину. Цирконий содержится в антиперспирантах и ​​системах очистки воды.Его использование в качестве карбоната для лечения ядовитого плюща было прекращено, потому что у некоторых людей наблюдались кожные реакции. Хотя воздействие циркония обычно считается безопасным, воздействие металлического порошка может вызвать раздражение кожи. Элемент не считается ни генотоксичным, ни канцерогенным.

Кристальная структура: Цирконий имеет альфа-фазу и бета-фазу. При комнатной температуре атомы образуют плотноупакованные гексагональные α-Zr. При 863 °С структура переходит в объемно-центрированный β-Zr.